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JPH03218856A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

Info

Publication number
JPH03218856A
JPH03218856A JP16485190A JP16485190A JPH03218856A JP H03218856 A JPH03218856 A JP H03218856A JP 16485190 A JP16485190 A JP 16485190A JP 16485190 A JP16485190 A JP 16485190A JP H03218856 A JPH03218856 A JP H03218856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
layer
heat
resin layer
bonding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16485190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yamaguchi
隆行 山口
Masatoshi Ota
正俊 太田
Takashi Hattori
恭士 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP16485190A priority Critical patent/JPH03218856A/en
Publication of JPH03218856A publication Critical patent/JPH03218856A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the bonding properties of a bonding pad in an electrode by employing SiAlON film, SiCeON film or a film consisting of these films laminated as a background layer. CONSTITUTION:A polyimide layer 12 is formed on a base 11 as a heat-resistant resin layer. The thickness of polyimide layer 12 is a few mum to 20mum. An SiAlON film 13 is formed as a background layer on the polyimide layer 12. In order to compensate for the rigidity of a thin resistor formed on the SiAlON film 13 and maintain a required hardness during bonding process such as wire bonding, the SiAlON film 13 should be about 2000Angstrom or larger thick. A resistor 14 is formed on the SiAlON film 12. Electrodes 15, 16 are formed on the resistor 14. A protecting film 18 is formed on an area covering the electrodes 15, 16 and a heating element 17 excepting the bonding pad part of a common electrode 15 and a selected electrode 16. The background layer may be the SiAlON film, SiCeON film or a laminated layer consisting of these films.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプリンタやファクシミリなどに利用されるサー
マルヘッドに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a thermal head used in printers, facsimile machines, and the like.

(従来の技術) サーマルヘッドの基板としては一般にはセラミック基板
の表面をガラス質のグレーズ層で被ったものが用いられ
ている。
(Prior Art) As a substrate for a thermal head, a ceramic substrate whose surface is covered with a glassy glaze layer is generally used.

サーマルヘッドで、例えばファクシミリのGIV規格に
対応させるなど、高速動作をさせたり消費電力を少なく
するためには,発熱抵抗体と基板の間に保温層として耐
熱樹脂層を設けることが1つの方法である。耐熱樹脂層
としてはポリイミド樹脂層、ポリアミド樹脂層、ポリア
ミドイミド樹脂層などが有望である。例えばポリイミド
層はガラス質のグレーズ層に比べると熱伝導率が約1/
10である。
One way to achieve high-speed operation and reduce power consumption with a thermal head, such as by making it compatible with the GIV standard for facsimile, is to provide a heat-resistant resin layer as a heat-insulating layer between the heating resistor and the board. be. As the heat-resistant resin layer, a polyimide resin layer, a polyamide resin layer, a polyamide-imide resin layer, etc. are promising. For example, the thermal conductivity of a polyimide layer is approximately 1/1 that of a glassy glaze layer.
It is 10.

保温層としてポリイミド層を設けたサーマルヘッドとし
て,第5図に示される構造のものが検討されている。1
はセラミック基板などの絶縁基板であり、その表面がポ
リイミド層2によって被われている。ポリイミド層2上
には抵抗体3が形成されており、抵抗体3上には共通電
極4と選択電極5が形成されている。電極4,5から露
出した部分の抵抗体が発熱体となる。6は保護膜である
A thermal head having a structure shown in FIG. 5 is being considered as a thermal head provided with a polyimide layer as a heat insulating layer. 1
is an insulating substrate such as a ceramic substrate, the surface of which is covered with a polyimide layer 2. A resistor 3 is formed on the polyimide layer 2, and a common electrode 4 and a selection electrode 5 are formed on the resistor 3. The portion of the resistor exposed from the electrodes 4 and 5 becomes a heating element. 6 is a protective film.

7は支持板であり,発熱体が形成された絶縁基板1が支
持板7上に取りつけられ、支持板7上にはさらにプリン
ト配線基板8が取りつけられている。
Reference numeral 7 denotes a support plate; an insulating substrate 1 on which a heating element is formed is mounted on the support plate 7, and a printed wiring board 8 is further mounted on the support plate 7.

プリント配線基板8上には馳動回路用半導体集積回路装
置(IC,LSI,VLSIなどト分類されることもあ
るが、それらを総称してICという。
On the printed wiring board 8 are semiconductor integrated circuit devices for dynamic circuits (sometimes classified into IC, LSI, VLSI, etc., but they are collectively referred to as IC).

以下でも同じ)9が実装され、駆動IC9と選択電極5
の間がワイヤ10aにより接続され,駆動IC9とプリ
ント配線基板8の配線との間がワイヤ10bで接続され
ている。共通電極4もまた、プリント配線基板8上の配
線とワイヤ(図示略)により接続されている。
The same applies below) 9 is mounted, the drive IC 9 and the selection electrode 5
A wire 10a connects between the drive IC 9 and the wiring of the printed wiring board 8, and a wire 10b connects the drive IC 9 and the wiring of the printed wiring board 8. The common electrode 4 is also connected to wiring on the printed wiring board 8 by a wire (not shown).

第5図のサーマルヘッドでは、電極4,5にワイヤを接
続するボンディングパッド部分の下にポリイミド層2が
存在するため、ワイヤのボンディング時に電極膜が剥が
れるなど、ボンディング特性が悪くなることが知られて
いる。一般にワイヤボンディングでは接続される電極と
その下地にある程度以上の硬度が必要とされている。電
極4,5の下には抵抗体3が存在しているが、抵抗体3
は薄く、十分な硬度を確保することは困難である。
In the thermal head shown in Fig. 5, since the polyimide layer 2 exists under the bonding pad portion that connects the wires to the electrodes 4 and 5, it is known that the electrode film peels off during wire bonding, resulting in poor bonding characteristics. ing. In general, wire bonding requires that the electrodes to be connected and their bases have a certain level of hardness. There is a resistor 3 under the electrodes 4 and 5, but the resistor 3
is thin and difficult to ensure sufficient hardness.

これは、昨今の低電力化の要求のために発熱体の抵抗値
が高抵抗化される傾向にあり、そのため抵抗体3の厚さ
は薄くせざるを得ないためである。
This is because the resistance value of the heating element tends to be higher due to the recent demand for lower power consumption, and therefore the thickness of the resistor 3 has to be made thinner.

そのため、電極膜にメッキを施すことが行なわれている
が,あまり良い結果は得られていない。
For this reason, attempts have been made to plate the electrode film, but good results have not been obtained.

そこで、ボンディング性能を改善するために、耐熱樹脂
層と抵抗体層の間の全面に下地層として無機絶縁膜を形
成することが考えられる。無機絶縁膜としてSiON膜
を用いるサーマルヘッドが提案されている(特開昭63
−297066号公報参照)。
Therefore, in order to improve the bonding performance, it is conceivable to form an inorganic insulating film as a base layer on the entire surface between the heat-resistant resin layer and the resistor layer. A thermal head using a SiON film as an inorganic insulating film has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1988-63).
(Refer to Publication No.-297066).

(発明が解決しようとする課題) SiON膜はポリイミド樹脂層などの樹脂層への付着力
が弱く、樹脂層上の広い面積にわたってSiON膜を形
成するときはSiON膜の形成前に樹脂層に特殊な処理
を施すことが必要である。
(Problems to be Solved by the Invention) SiON films have weak adhesion to resin layers such as polyimide resin layers, so when forming a SiON film over a wide area on the resin layer, special It is necessary to perform appropriate treatment.

上記の引例では表面改質処理と称し、例としてプラズマ
処理、スパッタエッチング処理、紫外線照射処理、オゾ
ンガス照射処理などがあげられている。
In the above cited example, surface modification treatment is referred to as plasma treatment, sputter etching treatment, ultraviolet irradiation treatment, ozone gas irradiation treatment, etc. as examples.

本発明はポリイミド樹脂層などの耐熱樹脂層を用いて熱
効率の良い特性を維持しながら、電極のボンデイングパ
ッドのボンデイング特性を向上させ、信頼性の高いサー
マルヘッドを提供することを目的とするものである。
The present invention aims to provide a highly reliable thermal head by improving the bonding characteristics of the bonding pads of the electrodes while maintaining good thermal efficiency using a heat-resistant resin layer such as a polyimide resin layer. be.

(課題を解決するための手段) 本発明では耐熱樹脂層と抵抗体層の間に全面にわたって
下地層を設けるときは、下地層としてSiAlON膜、
SiCeON膜又はこれらの積層膜を用いる。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, when providing a base layer over the entire surface between the heat-resistant resin layer and the resistor layer, as the base layer, a SiAlON film,
A SiCeON film or a laminated film of these is used.

また、本発明では、耐熱樹脂層を導電性支持基板上で選
択的に形成し,耐熱樹脂層の存在しない部分で導電体の
一部を支持基板と接続させて支持基板を共通電極として
用い,かつ、導電体が信号線と接続されるボンディング
部にも耐熱樹脂層を設けず、ボンディング部の導電体と
支持基板の間に無機絶縁膜を下地層として設ける。
Further, in the present invention, a heat-resistant resin layer is selectively formed on a conductive support substrate, a part of the conductor is connected to the support substrate in a portion where the heat-resistant resin layer is not present, and the support substrate is used as a common electrode. Moreover, no heat-resistant resin layer is provided in the bonding portion where the conductor is connected to the signal line, and an inorganic insulating film is provided as a base layer between the conductor and the support substrate in the bonding portion.

(作用) 基板上にポリイミド樹脂層などの耐熱樹脂層を形成し、
その耐熱樹脂層の表面にSiARON膜やSiCeON
膜の下地層を形成する際、耐熱樹脂層の表面にプラズマ
処理のような特殊な表面改質処理を施さなくてもSiA
lONやSiCeONは耐熱樹脂層へ強く付着する。
(Function) A heat-resistant resin layer such as a polyimide resin layer is formed on the substrate,
SiARON film or SiCeON is applied to the surface of the heat-resistant resin layer.
When forming the base layer of a film, SiA
lON and SiCeON strongly adhere to the heat-resistant resin layer.

SiAlON膜やSiCeON膜はSiON膜と同様に
硬質の無機絶縁膜であり、導電体のボンディング部のボ
ンディング性を向上させる。
The SiAlON film and the SiCeON film are hard inorganic insulating films similar to the SiON film, and improve the bonding properties of the bonding portion of the conductor.

ボンディング部に耐熱樹脂層を設けないことによっても
ボンディング部の硬度を確保することができる。その際
、支持基板が導電性であるときは無機絶縁膜の下地層が
ボンディング部の導電体と支持基板の間を絶縁する。
The hardness of the bonding portion can also be ensured by not providing a heat-resistant resin layer in the bonding portion. At this time, when the support substrate is conductive, the base layer of the inorganic insulating film insulates between the conductor of the bonding portion and the support substrate.

(実施例) 第1図一実施例を表わす。(Example) FIG. 1 represents an embodiment.

11は基板であり、例えばセラミック基板、ガラス板、
金属板などを用いることができる。基板11上には耐熱
樹脂層としてポリイミド層12が形成されている。ポリ
イミド層12の厚さは数μm〜20μm程度である。ポ
リイミド層12上には下地層としてSiAlON膜13
が形成されている。SiAlON膜13はその上に形成
される薄い抵抗体の剛性を補い、ワイヤーボンディング
などのボンディング時に必要な堅さを維持するために、
2000人程度以上、好ましくは5000人以上の厚さ
が必要である。
11 is a substrate, for example a ceramic substrate, a glass plate,
A metal plate or the like can be used. A polyimide layer 12 is formed on the substrate 11 as a heat-resistant resin layer. The thickness of the polyimide layer 12 is approximately several μm to 20 μm. A SiAlON film 13 is formed as a base layer on the polyimide layer 12.
is formed. The SiAlON film 13 supplements the rigidity of the thin resistor formed thereon and maintains the stiffness required during bonding such as wire bonding.
A thickness of about 2,000 people or more, preferably 5,000 people or more is required.

SiAlON膜13上には抵抗体14が形成されている
。抵抗体14はTa−Si02などにてなり、その膜厚
は数100〜3000人程度、例えば500人である。
A resistor 14 is formed on the SiAlON film 13. The resistor 14 is made of Ta-Si02 or the like, and its film thickness is about several hundred to three thousand, for example, 500.

抵抗体14上には電極15,16が形成されている。電
極15は全ての発熱体17に接続される共通電極であり
、電極16は各発熱体17に接続されて発熱体17を個
別に選択する選択電極である。電極15.16としては
例えばAQ膜、又はNiCr上にAuを積層した膜など
を用い、その厚さは8000人〜1μm程度である。電
極15.16の間に抵抗体14が露出している部分17
が発熱体であり、発熱体17は図で紙面垂直方向に配列
されて形成されている。
Electrodes 15 and 16 are formed on the resistor 14. The electrode 15 is a common electrode connected to all the heating elements 17, and the electrode 16 is a selection electrode connected to each heating element 17 to individually select the heating element 17. As the electrodes 15 and 16, for example, an AQ film or a film in which Au is laminated on NiCr is used, and the thickness thereof is about 8000 to 1 μm. Portion 17 where resistor 14 is exposed between electrodes 15, 16
is a heating element, and the heating elements 17 are arranged in a direction perpendicular to the plane of the drawing.

18は保護膜であり、例えばSi,N.やシリコンーア
ルミナナイトライドなどを用いる。保護膜18は共通電
極15のボンデイングパッド部分及び選択電極16のボ
ンディングパッド部分を除いて電極15.16と発熱体
17を被う領域に形成されている。保護膜18の厚さは
1〜2μm程度である。
18 is a protective film made of, for example, Si, N.I. or silicon-alumina nitride. The protective film 18 is formed in a region covering the electrodes 15 and 16 and the heating element 17, except for the bonding pad portion of the common electrode 15 and the bonding pad portion of the selection electrode 16. The thickness of the protective film 18 is approximately 1 to 2 μm.

19は支持板であり、発熱体が形成された絶縁基板11
が支持板19上に取りつけられ、支持板19上にはさら
にプリント配線基板20が取りつけられている。プリン
ト配線基板20上には駆動IC21が実装され,廓動I
C21と選択電極16の間がワイヤ22aにより接続さ
れ、駆動IC21とプリント配線基板20の配線との間
がワイヤ22bで接続されている.共通電極15もまた
,プリント配線基板20上の配線とワイヤ(図示略)に
より接続されている。
19 is a support plate, and an insulating substrate 11 on which a heating element is formed.
is mounted on a support plate 19, and a printed wiring board 20 is further mounted on the support plate 19. A drive IC 21 is mounted on the printed wiring board 20, and the rotation I
A wire 22a connects between C21 and the selection electrode 16, and a wire 22b connects between the drive IC 21 and the wiring of the printed wiring board 20. The common electrode 15 is also connected to wiring on the printed wiring board 20 by a wire (not shown).

上記の実施例における基板を製造する方法について示す
と、基板11上に塗布法やディップ法によりポリイミド
樹脂層12を塗布し、焼成し、その後ポリイミド樹脂層
12の表面をブラシ洗浄と有機溶剤により洗浄する。そ
の後、ポリイミド樹脂層12上に下地層としてSiAl
ON膜13をCVD法やスパッタリング法などにより形
成する。
To explain the method for manufacturing the substrate in the above embodiment, the polyimide resin layer 12 is applied onto the substrate 11 by a coating method or a dipping method, baked, and then the surface of the polyimide resin layer 12 is cleaned with a brush and an organic solvent. do. After that, SiAl is applied as a base layer on the polyimide resin layer 12.
The ON film 13 is formed by a CVD method, a sputtering method, or the like.

実施例のサーマルヘッドのボンディング性能を調べるた
めに、基板11としてステンレス基板を用い,その上に
ポリイミド樹脂層12を約10μmの厚さに形成する。
In order to examine the bonding performance of the thermal head of the example, a stainless steel substrate was used as the substrate 11, and a polyimide resin layer 12 was formed thereon to a thickness of about 10 μm.

第1の試料はポリイミド樹脂層12上に下地層13とし
てSiAflON膜を約5000人の厚さに形成したも
のであり、第2の試料はポリイミド樹脂層12上に下地
層13としてS i C e O N膜を約5000人
の厚さに形成したものである。それぞれの試料基板に一
般的な薄膜サーマルヘッドの製造プロセスによって発熱
体、電極及び保護膜を形成してサーマルヘッドの発熱基
板を形成した。下地層13を形成する前のポリイミド樹
脂層12の表面の前処理はブラシ洗浄と有機溶剤洗浄の
みを行なった。これらの2種類の試料基板を用いたサー
マルヘッドについてボンディング性と信頼性を評価する
と、従来のように基板としてセラミック基板の表面にグ
レーズ層を形成したものの場合と同等の特性を有するこ
とがわかった。
The first sample has a SiAflON film formed on the polyimide resin layer 12 as the base layer 13 to a thickness of about 5,000 mm, and the second sample has a SiAflON film formed on the polyimide resin layer 12 as the base layer 13. An ON film is formed to a thickness of approximately 5000 nm. A heating element, an electrode, and a protective film were formed on each sample substrate by a common thin film thermal head manufacturing process to form a heating substrate of a thermal head. The pretreatment of the surface of the polyimide resin layer 12 before forming the base layer 13 was only brush cleaning and organic solvent cleaning. When we evaluated the bonding performance and reliability of thermal heads using these two types of sample substrates, we found that they had the same characteristics as conventional thermal heads with a glaze layer formed on the surface of a ceramic substrate. .

ポリイミド樹脂層12の表面を下地層13の形成前にア
ルゴンの逆スパッタリングなどの特殊な前処理を行なっ
た場合について、上記の2種類の試料基板を作成して同
様にボンディング性や信頼性を評価しても、これらの前
処理を施さないものとの有意差はみられなかった。
In the case where the surface of the polyimide resin layer 12 was subjected to special pretreatment such as argon reverse sputtering before forming the base layer 13, the above two types of sample substrates were created and the bonding performance and reliability were similarly evaluated. However, no significant difference was observed between the samples and those without these pretreatments.

ステンレス基板上にポリイミド樹脂層を約10μmの厚
さに形成し、その上に形成する下地層のS i A Q
 O N膜の膜厚を変えてサーマルヘッドを形成し、ワ
イヤボンデイングによるボンデイング性能を調べた結果
を下表に示す。
A polyimide resin layer is formed on a stainless steel substrate to a thickness of about 10 μm, and a base layer S i A Q is formed on it.
Thermal heads were formed by varying the film thickness of the ON film, and the bonding performance by wire bonding was investigated. The results are shown in the table below.

下地層の膜厚を1000人、2000人、5000人と
変えた場合、1000人の下地層ではボンディングされ
たワイヤが剥がれる不良が発生する。2000人でもま
だ十分とは言えず、5000人になるとボンデイング性
は十分なものとなる。
When the thickness of the base layer is changed to 1,000, 2,000, and 5,000 layers, a defect occurs in which the bonded wire comes off in the 1,000 layer base layer. Even 2,000 people is still not enough, and when it reaches 5,000 people, the bonding performance becomes sufficient.

この結果、下地層の膜厚は2000人より厚いことが必
要であり,好ましくは5000人以上である。
As a result, the thickness of the base layer needs to be greater than 2,000 layers, preferably 5,000 layers or more.

次に、本発明で用いる2種類の下地層S i A QO
N膜、SiCeON膜と、他の無機絶縁層との付着力を
比較した。付着力の目安として折曲げによる破壊テスト
を行なった。そのため、下地層を形成する耐熱樹脂層と
し・てポリイミド樹脂シートを用いた。ポリイミド樹脂
シートをブラシ洗浄と有機溶剤洗浄により洗浄した後,
その上に種々の下地層を約10000人の厚さに形成し
た。下地層の種類としてはSiAlON膜、SiCeO
N膜、Sin2膜、Ta20,膜、SiON膜の5種類
を選んだ。下地層が外側になるようにしてポリイミド樹
脂シートを折り曲げると、Sin2膜、Ta20,膜、
SiON膜の3種類の膜は90度折り曲げた時点で膜の
破壊が起こった。それに対し、本発明で用いるSiAl
ON膜とSiCeON膜では180度折り曲げても破壊
が起こらなかった。
Next, two types of base layers S i A QO used in the present invention
The adhesion between the N film, the SiCeON film, and other inorganic insulating layers was compared. A destructive test by bending was conducted as a measure of adhesion strength. Therefore, a polyimide resin sheet was used as the heat-resistant resin layer that forms the base layer. After cleaning the polyimide resin sheet by brush cleaning and organic solvent cleaning,
Various underlayers were formed thereon to a thickness of about 10,000 layers. Types of underlayer include SiAlON film, SiCeO
Five types were selected: N film, Sin2 film, Ta20 film, and SiON film. When the polyimide resin sheet is bent so that the base layer is on the outside, a Sin2 film, a Ta20 film,
For the three types of SiON films, destruction occurred when the films were bent 90 degrees. In contrast, the SiAl used in the present invention
The ON film and the SiCeON film did not break even when bent by 180 degrees.

これにより、本発明で用いる下地層の付着力が優れてい
ることがわかる。
This indicates that the underlayer used in the present invention has excellent adhesion.

本実施例では、下地層はSiAlON膜とS i C 
e O N膜の積層膜であってもよい。
In this example, the base layer is a SiAlON film and a SiC
It may be a laminated film of e O N films.

第1図の実施例では基板11上の全面にポリイミド層1
2が形成されている。ポリイミド層12は発熱体17の
保温層としての役目を果たすので、発熱体17の下部に
は必要であるが、駆動IC21との間にボンデイングが
なされるボンデイング部やプリント配線基板20の駆動
用電源のための配線との間にボンデイングがなされる共
通電極のボンディング部においては、ポリイミド層12
は必要ではない。むしろ、ボンデイング部においてはポ
リイミド層12が存在しない方がボンデイングの信頼性
を高める上で好都合である。そこで、第1図の実施例に
おいて、ポリイミド層12を発熱体17の下部を含む領
域に選択的に形成し、特にボンディング部にはポリイミ
ド層12を形成しないようにすることが好ましい。
In the embodiment shown in FIG. 1, a polyimide layer 1 is formed on the entire surface of the substrate 11.
2 is formed. The polyimide layer 12 serves as a heat insulating layer for the heating element 17, so it is necessary at the bottom of the heating element 17, but it also serves as a bonding part where bonding is made with the driving IC 21 and a power source for driving the printed wiring board 20. In the bonding part of the common electrode where bonding is made between the wiring for the polyimide layer 12
is not necessary. Rather, it is more convenient for the polyimide layer 12 not to exist in the bonding part in order to improve the reliability of bonding. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, it is preferable to selectively form the polyimide layer 12 in a region including the lower part of the heating element 17, and in particular not form the polyimide layer 12 in the bonding portion.

この場合、基板11としてはセラミックやガラスなどの
wA#ili体の他に、ステンレスやアルミニウムなど
の導電体である場合も含まれる。ポリイミド層12が存
在しない部分では下地層13が基板11を被っているの
で、基板11が導電体である場合には下地層13が抵抗
体14及び電極16と基板11との間の絶縁体として作
用する。
In this case, the substrate 11 may be made of a conductive material such as stainless steel or aluminum in addition to a wA#ili material such as ceramic or glass. Since the base layer 13 covers the substrate 11 in areas where the polyimide layer 12 is not present, the base layer 13 serves as an insulator between the resistor 14 and the electrode 16 and the substrate 11 when the substrate 11 is a conductor. act.

第2図は他の実施例を表わす。FIG. 2 represents another embodiment.

第2図では基板30としてステンレスやアルミニウムな
どの導電性基板を用い,かつ基板30を共通電極の一部
に用いることにより,基板30上の共通電極幅を狭くし
てサーマルヘッド幅を狭くしている。
In FIG. 2, a conductive substrate such as stainless steel or aluminum is used as the substrate 30, and by using the substrate 30 as a part of the common electrode, the width of the common electrode on the substrate 30 is narrowed and the width of the thermal head is narrowed. There is.

導電性基板30上で発熱体17が形成される領域を含む
部分にポリイミド層12が選択的に形成されている。ポ
リイミド層12は共通電極15が基板3oと接続される
部分、共通電極15がプリント配線基板(図示略)の配
線と接続される部分、及び選択電極16を駆動ICと接
続するボンディング部32の下部には形成されていない
。31は無機絶縁膜であり、ポリイミド層12上と、ポ
リイミド層12の設けられていない基板30上のうち共
通電極15が基板30と接続される部分及び共通電極1
5がプリント配線基板の配線と接続される部分を除く部
分を被うように、形成されている。無機絶縁膜31とし
ては、第1図の実施例におけるようにSiAΩONやS
iCeONが好ましいが、第2図の場合にはボンディン
グ部の下部にはポリイミド層が設けられていないので、
無機絶縁膜31としてSiONやS i O2、Si3
N.など種々のものを用いることができる。無機絶縁膜
31は例えば数1000人以上の厚さに形成する。
A polyimide layer 12 is selectively formed on a portion of the conductive substrate 30 that includes a region where the heating element 17 is formed. The polyimide layer 12 covers a portion where the common electrode 15 is connected to the substrate 3o, a portion where the common electrode 15 is connected to wiring of a printed wiring board (not shown), and a lower part of the bonding portion 32 where the selection electrode 16 is connected to the drive IC. is not formed. Reference numeral 31 denotes an inorganic insulating film, which covers the portions of the polyimide layer 12 and the substrate 30 where the polyimide layer 12 is not provided, where the common electrode 15 is connected to the substrate 30 and the common electrode 1.
5 is formed so as to cover the portions of the printed wiring board other than those connected to the wiring. The inorganic insulating film 31 may be SiAΩON or S as in the embodiment shown in FIG.
iCeON is preferable, but in the case of FIG. 2, there is no polyimide layer provided below the bonding part, so
As the inorganic insulating film 31, SiON, SiO2, Si3
N. Various types such as the above can be used. The inorganic insulating film 31 is formed to have a thickness of, for example, several thousand layers or more.

無機絶縁膜31上には、第1図の実施例と同じく,抵抗
体14が形成され、その上に共通電極15、選択電極1
6が形成され、発熱体17から電極15.16に及ぶ範
囲には保護膜18が形成されている。
A resistor 14 is formed on the inorganic insulating film 31, as in the embodiment shown in FIG.
6 is formed, and a protective film 18 is formed in a range extending from the heating element 17 to the electrodes 15 and 16.

第2図においてはポリイミド層12が選択的に形成され
ており、共通電極15が抵抗体14を経て導電性基板3
0と接続されているため、基板30が共通電極の一部と
して利用され、共通電極15の幅が狭くても基板30に
より十分な電流容量を得ることができる。
In FIG. 2, a polyimide layer 12 is selectively formed, and a common electrode 15 is connected to a conductive substrate 3 via a resistor 14.
0, the substrate 30 is used as a part of the common electrode, and even if the width of the common electrode 15 is narrow, sufficient current capacity can be obtained by the substrate 30.

選択電極16のうち保護膜18から露出した部分32は
駐動ICとの間にワイヤボンデイング法やテープキャリ
ア法により接続がなされるボンディング部であり、ボン
デイング部32の下部にもポリイミド層12は形成され
ておらず、無機絶縁膜31により導電性基板30と抵抗
体14や選択電極16との間の絶縁が保たれている。
The portion 32 of the selection electrode 16 exposed from the protective film 18 is a bonding portion that is connected to the parking IC by wire bonding or tape carrier method, and the polyimide layer 12 is also formed under the bonding portion 32. The insulation between the conductive substrate 30 and the resistor 14 and the selection electrode 16 is maintained by the inorganic insulating film 31.

第2図の発熱基板も第1図と同様に支持板19上に接着
され、プリント配線基板20に搭載された駆動IC21
との間に接続がなされ、基板30の一部(共通電極取出
し部)とプリント配線基板20の通電用電源のための配
線との間もワイヤなどにより接続がなされる。
The heat generating board in FIG. 2 is also bonded on the support plate 19 in the same way as in FIG.
A connection is made between a part of the board 30 (common electrode lead-out part) and the wiring for the power source for energization of the printed wiring board 20 by a wire or the like.

第1図や第2図の実施例では、発熱体17と耐熱樹脂層
であるポリイミド層12の間に無機絶縁膜13.31が
存在しているので、ポリイミド層12からガスが発生し
て発熱体17を劣化させることがない。
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, since the inorganic insulating film 13.31 is present between the heating element 17 and the polyimide layer 12, which is a heat-resistant resin layer, gas is generated from the polyimide layer 12 and generates heat. It does not cause the body 17 to deteriorate.

第3図はさらに他の実施例を表わす。FIG. 3 shows yet another embodiment.

基板としてアルミニウム板33が用いられ、基板33が
共通電極15と接続される部分と、基板33の共通電極
取出し部(プリント配線基板の配線との間に接続がなさ
れる部分)を除いて、基板33の表面には絶縁層である
アルマイト層34が形成されている。アルマイト層34
の厚さは0.5〜2μm程度である。
An aluminum plate 33 is used as the substrate, except for the part where the board 33 is connected to the common electrode 15 and the common electrode extraction part of the board 33 (the part where the connection is made between the wiring of the printed wiring board). An alumite layer 34, which is an insulating layer, is formed on the surface of 33. Alumite layer 34
The thickness is about 0.5 to 2 μm.

基板33表面で発熱部17の下部を含む領域にはポリイ
ミド層12が選択的に形成されている。
A polyimide layer 12 is selectively formed on the surface of the substrate 33 in a region including the lower part of the heat generating section 17 .

基板33.34及びポリイミド層12上には発熱体14
が形成され,その上に共通電極15と選択電極16が形
成されて発熱体17が形成されている。18は保護膜で
あり、保護膜18から露出した選択電極16はボンディ
ング部32である。
A heating element 14 is provided on the substrate 33, 34 and the polyimide layer 12.
is formed, a common electrode 15 and a selection electrode 16 are formed thereon, and a heating element 17 is formed. 18 is a protective film, and the selection electrode 16 exposed from the protective film 18 is a bonding part 32.

第3図では無機#i!!縁膜を別に形成する必要がなく
、アルミニウム基板33の表面を部分的にアルマイトに
することにより無機絶縁膜の機能を果たしている。
In Figure 3, inorganic #i! ! There is no need to separately form an edge film, and by partially anodizing the surface of the aluminum substrate 33, it functions as an inorganic insulating film.

次に、第4図により第3図の基板を形成する方法を説明
する。
Next, a method for forming the substrate shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIG.

(A)アルミニウム板33のうち、少なくとも共通電極
15と接続される部分と、共通電極取出し部にレジスト
パターン35を形成する。
(A) A resist pattern 35 is formed on at least the portion of the aluminum plate 33 to be connected to the common electrode 15 and the common electrode extraction portion.

(B)アルミニウム基板33を酸化してアルマイト層3
4を形成する。
(B) Alumite layer 3 is formed by oxidizing the aluminum substrate 33
form 4.

その後,レジスト35を除去する。After that, the resist 35 is removed.

アルミニウム基板の酸化方法としては,陽極酸化法を用
いることができる。陽極酸化でアルマイト層34を形成
したときは、封孔処理を行なう。
As a method for oxidizing the aluminum substrate, an anodic oxidation method can be used. When the alumite layer 34 is formed by anodic oxidation, a sealing process is performed.

(C)発熱部が形成される領域にポリイミド層12を選
択的に形成する。すなわち、共通電極15と基板33と
が接続される部分、基板33の共通電極取出し部、及び
ボンディング部にはポリイミド層12を形成しない。
(C) A polyimide layer 12 is selectively formed in a region where a heat generating portion is to be formed. That is, the polyimide layer 12 is not formed in the portion where the common electrode 15 and the substrate 33 are connected, the common electrode extraction portion of the substrate 33, and the bonding portion.

ポリイミド層12を選択的に形成する方法として、基板
33.34表面にポリイミド層を全面に塗布した後、写
真製版とエッチングによりパターン化を施してポリイミ
ド層12を部分的に残す。
As a method of selectively forming the polyimide layer 12, the polyimide layer is applied to the entire surface of the substrate 33, 34, and then patterned by photolithography and etching to leave the polyimide layer 12 partially.

ポリイミド層12をエッチングする方法は、ウエットエ
ッチングでもドライエッチングでもよいが、エッチング
された後のポリイミド層12のエッジが基板となす角度
が小さい方がポリイミド層12上に形成される電極のパ
ターン切れを防ぐ上で好都合であるため、エッチング条
件を選択するのが望ましく,一例としてウェットエッチ
ングでエツチンダ液にヒドラジンを用いる。これにより
、ポリイミド層12のエッジが基板となす角度を45度
以下にすることができる。
The polyimide layer 12 may be etched by wet etching or dry etching, but the smaller the angle between the etched edge of the polyimide layer 12 and the substrate, the less the pattern of the electrode formed on the polyimide layer 12 will be cut. It is desirable to select the etching conditions because it is convenient to prevent this. For example, hydrazine is used as the etching agent in wet etching. This allows the angle that the edge of the polyimide layer 12 makes with the substrate to be 45 degrees or less.

ポリイミド層l2を選択的に形成する他の方法として、
例えばスクリーン印刷法や、感光性ポリイミドを用いて
写真製版によりパターン化を施す方法などがあり、それ
らの方法によってポリイミド層12を形成してもよい。
As another method for selectively forming the polyimide layer l2,
For example, there are a screen printing method and a method of patterning by photolithography using photosensitive polyimide, and the polyimide layer 12 may be formed by these methods.

なお、第2図におけるポリイミド層12の選択的形成も
同様に行なうことができる。
Note that the selective formation of the polyimide layer 12 in FIG. 2 can be performed in the same manner.

第3図では,ポリイミド層12及び基板33,34上に
抵抗体膜をスパッタリング法により全面に形成し、抵抗
体膜上に電極膜を全面に形成した後、写真製版とエッチ
ングによりパターン化を施して発熱体,電極を形成する
。このとき、抵抗体膜を形成する前に、抵抗体膜とポリ
イミド層12との付着力を向上させるために、逆スパッ
タリングを行なってポリイミド層12の表面を活性化さ
せておくのが好ましい。
In FIG. 3, a resistor film is formed over the entire surface of the polyimide layer 12 and substrates 33 and 34 by sputtering, an electrode film is formed over the entire surface of the resistor film, and then patterned by photolithography and etching. to form the heating element and electrodes. At this time, before forming the resistor film, it is preferable to perform reverse sputtering to activate the surface of the polyimide layer 12 in order to improve the adhesion between the resistor film and the polyimide layer 12.

第2図のようにボンディング部にはポリイミド層を形成
せず、基板3oとの間に無機絶縁膜31を形成した発熱
基板におけるボンディング部のワイヤボンディングと、
第5図のようにボンデイング部の下部にもポリイミド層
を形成した場合のワイヤボンディングとを比較し,両者
のボンディング強度を測定してみると、第2図の実施例
におけるワイヤボンディングの場合はワイヤを切断する
のに要する平均荷重は9.2gであり、最大で11g、
最小で6.4gであったのに対し、第5図におけるワイ
ヤボンディングの場合にはワイヤを切断する平均荷重は
4.1gと減少し、最大でも7.9g、最小のものでは
ほとんど荷重をかけることはできないという結果であっ
た。これにより、ボンディング部にポリイミド層を形成
しないことによりボンディングの信頼性が向上すること
がわかる。
As shown in FIG. 2, wire bonding of the bonding portion of a heat generating substrate in which a polyimide layer is not formed in the bonding portion and an inorganic insulating film 31 is formed between the bonding portion and the substrate 3o;
Comparing wire bonding in which a polyimide layer is also formed at the bottom of the bonding part as shown in Fig. 5, and measuring the bonding strength of both, it is found that in the case of wire bonding in the embodiment shown in Fig. 2, wire bonding The average load required to cut is 9.2g, and the maximum load is 11g,
The minimum load was 6.4g, whereas in the case of wire bonding in Figure 5, the average load to cut the wire decreased to 4.1g, the maximum was 7.9g, and the minimum load was almost no load. The result was that it was not possible. This shows that the reliability of bonding is improved by not forming a polyimide layer in the bonding part.

耐熱樹脂層としては実施例に示したポリイミド樹脂層の
他にポリアミド樹脂層やポリアミドイミド樹脂層を用い
ることもできる。
As the heat-resistant resin layer, a polyamide resin layer or a polyamide-imide resin layer can also be used in addition to the polyimide resin layer shown in the examples.

(発明の効果) ポリイミド樹脂層などの耐熱樹脂層上に下地層を介して
発熱体や電極を形成したサーマルヘッドにあっては、下
地層としてSiAρON膜やSiCeON膜を用いたの
で、SiAI20N膜やSiC e O N膜を形成す
る際にその下の耐熱樹脂層にプラズマ処理などの特殊な
前処理を施さなくても下地層は耐熱樹脂層との間に十分
な付着力をもち、下地層上に形成される発熱体の劣化が
起きず、ボンディング部のボンディング性も優れたサー
マルヘッドを得ることができる。
(Effect of the invention) In a thermal head in which a heating element and electrodes are formed on a heat-resistant resin layer such as a polyimide resin layer via an underlayer, a SiAρON film or a SiCeON film is used as the underlayer. When forming a SiC e O N film, the base layer has sufficient adhesion with the heat-resistant resin layer, even without special pretreatment such as plasma treatment on the heat-resistant resin layer underneath, and the base layer has sufficient adhesion to the base layer. It is possible to obtain a thermal head that does not cause deterioration of the heating element formed therein and has excellent bonding properties at the bonding portion.

また、本発明では、ボンディング部の下部に耐熱樹脂層
を設けないことによってもボンディングの信頼性が向上
する。
Further, in the present invention, the reliability of bonding is also improved by not providing a heat-resistant resin layer below the bonding part.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は一実施例を示す断面図、第2図及び第3図はそ
れぞれ他の実施例を示す断面図、第4図は第3図の実施
例の基板の製造方法を示す工程断面図である。第5図は
従来のサーマルヘッドを示す断面図である。 11・・・・・・基板、12・・・・・・ポリイミド樹
脂層、l3・・・・・・SiAρON膜、14・・・・
・・抵抗体,15,16・・・・・電極、17・・・・
・・発熱体、30・・・・・・導電性基板、31・・・
・・・無機絶縁膜、32・・・・・ボンディング部、3
3・・・・・・アルミニウム基板,34・・・・・・ア
ルマイト層。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment, FIGS. 2 and 3 are sectional views showing other embodiments, and FIG. 4 is a process sectional view showing a method for manufacturing the substrate of the embodiment shown in FIG. 3. It is. FIG. 5 is a sectional view showing a conventional thermal head. 11...Substrate, 12...Polyimide resin layer, l3...SiAρON film, 14...
...Resistor, 15, 16... Electrode, 17...
... Heating element, 30 ... Conductive substrate, 31 ...
... Inorganic insulating film, 32 ... Bonding part, 3
3... Aluminum substrate, 34... Alumite layer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)支持基板上に耐熱樹脂層が形成され、この耐熱樹
脂層上に下地層が形成され、この下地層上に多数の発熱
体及びこれらの発熱体に接続された導電体が形成され、
少なくとも前記発熱体上には保護膜が形成されているサ
ーマルヘッドにおいて、前記下地層はSiAlON膜、
SiCeON膜又はそれらの積層膜からなることを特徴
とするサーマルヘッド。
(1) A heat-resistant resin layer is formed on a support substrate, a base layer is formed on this heat-resistant resin layer, and a large number of heating elements and conductors connected to these heat-generating bodies are formed on this base layer,
In the thermal head in which a protective film is formed on at least the heating element, the base layer is a SiAlON film,
A thermal head comprising a SiCeON film or a laminated film thereof.
(2)導電性支持基板上に耐熱樹脂層が形成され、この
耐熱樹脂層上に直接又は下地層を介して多数の発熱体及
びこれらの発熱体に接続された導電体が形成され、少な
くとも前記発熱体上には保護膜が形成されているサーマ
ルヘッドにおいて、前記耐熱樹脂層は支持基板上で選択
的に形成されており、耐熱樹脂層の存在しない部分で前
記導電体の一部が支持基板と接続されて支持基板が共通
電極として用いられ、かつ、前記導電体が信号線と接続
されるボンディング部にも耐熱樹脂層は存在せず、ボン
ディング部の導電体と支持基板の間には無機絶縁膜が下
地層として形成されていることを特徴とするサーマルヘ
ッド。
(2) A heat-resistant resin layer is formed on the conductive support substrate, and a large number of heating elements and conductors connected to these heating elements are formed on the heat-resistant resin layer directly or through a base layer, and at least the above-mentioned In the thermal head in which a protective film is formed on the heating element, the heat-resistant resin layer is selectively formed on the support substrate, and a portion of the conductor is attached to the support substrate in a portion where the heat-resistant resin layer is not present. There is also no heat-resistant resin layer in the bonding part where the conductor is connected to the signal line and the support substrate is used as a common electrode, and the conductor in the bonding part and the support substrate are inorganic. A thermal head characterized in that an insulating film is formed as a base layer.
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